CN108762061A - 基于模糊控制器的OLED模组Gamma调校方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于模糊控制器的OLED模组Gamma调校方法及系统，所述方法包括步骤：1)建立Gamma偏差e、Gamma偏差变化率Δe和寄存器调节值f的模糊隶属度规则表；2)向模组芯片输出该灰阶绑点对应的寄存器值；3)采集模组的Gamma值，并判断是否符合误差允许范围；4)计算Gamma偏差e、Gamma偏差变化率Δe，并按论域等级进行模糊化，根据模糊隶属度规则表得到寄存器调节值f的模糊值；5)对寄存器调节值f的模糊值进行解模糊，并根据解得的寄存器调节值f，向模组芯片输出，调节R、G、B寄存器，并返回步骤3)；6)输出模组芯片支持的下一张灰阶图，直至每一组灰阶图调校完毕，将调节后的每个绑点R、G、B寄存器值固化到模组IC中。

Description

基于模糊控制器的OLED模组Gamma调校方法及系统

技术领域

本发明涉及液晶模组的显示和测试领域，具体地指一种基于模糊控制器的OLED模组Gamma调校方法及系统。

背景技术

随着OLED相关技术的发展和国内外在建产能的增加，OLED产品的市场迅速扩大，智能手机将会是OLED最大的市场，在未来，可穿戴式设备、TV、照明、虚拟现实和汽车将会广泛采用OLED。人眼对灰度变化的敏感性比对色度变化高，对低亮度变化的敏感性比对高亮度变化高，为了更好地使得OLED模组显示效果更符合人眼视觉曲线，就需要对模组做伽玛校正(Gamma tuning)。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种基于模糊控制器的OLED模组Gamma调校方法及系统。

为实现上述目的，本发明所设计的一种基于模糊控制器的OLED模组Gamma调校方法，其特殊之处在于，包括如下步骤：

1)建立Gamma偏差e、Gamma偏差变化率Δe和寄存器调节值f的模糊隶属度规则表；

2)输出模组芯片支持的第一张灰阶图，按照设置向模组芯片输出该灰阶绑点对应的R、G、B寄存器的一组寄存器值；

3)采集模组的Gamma值，并判断是否符合误差允许范围，是则前往步骤6)，否则前往步骤4)；

4)计算Gamma偏差e、Gamma偏差变化率Δe，并按论域等级进行模糊化，根据模糊隶属度规则表得到寄存器调节值f的模糊值；

5)对寄存器调节值f的模糊值进行解模糊，并根据解得的寄存器调节值f，向模组芯片输出，调节R、G、B寄存器，并返回步骤3)；

6)输出模组芯片支持的下一张灰阶图，直至每一组灰阶图调校完毕，执行OTP烧录，将调节后的每个绑点R、G、B寄存器值固化到模组IC的EEProm中。

优选地，所述步骤4)中Gamma偏差e、Gamma偏差变化率Δe的计算方法为：

Gamma偏差：e(k)＝θ(k)-θ_t(k)或e(k)＝θ_t(k)-θ(k)；

Gamma偏差变化率：Δe(k)＝(e(k)-e(k-1))/t

其中θ(k)为预设Gamma值，θ_t(k)为当前Gamma值，t为R、G、B寄存器步长。

优选地，所述Gamma偏差e、Gamma偏差变化率Δe和寄存器调节值f的论域均为13级，具体为：

e:{-6，-5，-4，-3，-2，-1，0，1，2，3，4，5，6}；

Δe:{-6，-5，-4，-3，-2，-1，0，1，2，3，4，5，6}；

f:{-6，-5，-4，-3，-2，-1，0，1，2，3，4，5，6}。

优选地，Gamma值的范围为[1.9,2.5]，Gamma偏差值e的范围为[-0.3,0.3]，寄存器调节值f的取值范围为[-12,12]。

优选地，所述Gamma偏差e、Gamma偏差变化率Δe和寄存器调节值f的模糊集均为7个，具体为：NB/负大，NM/负中，NS/负小，ZR/零，PS/正小，PM/正中，PB/正大。

本发明还提出一种用于上述基于模糊控制器的OLED模组Gamma调校方法的系统，其特殊之处在于，包括PC、模糊控制器、图像发生器和光学测试仪，所述PC与模糊控制器连接，所述模糊控制器分别与图像发生器和光学测试仪连接，所述图像发生器和光学测试仪均与OLED模组连接；

所述PC用于向模糊控制器发送光学测试仪配置参数和Gamma完整配置参数；

所述模糊控制器用于根据所述光学测试仪配置参数和Gamma完整配置参数控制图像发生器调节OLED模组的IC中的R、G、B寄存器值，使得模组芯片支持的每一张灰阶图的Gamma值落在目标值的误差范围内，然后通过控制图像发生器执行OTP烧录；

所述图像发生器用于根据模糊控制器的控制指令调节OLED模组的IC中的寄存器值并将调节完成的寄存器值烧录至OLED模组的IC中；

所述光学测试仪用于根据模糊控制器的控制指令采集OLED模组显示的目标绑点的Gamma当前值。

进一步地，所述模糊控制器与图像发生器通过RJ-45接口连接，所述模糊控制器与光学测试仪通过串口连接。

更进一步地，所述模糊控制器包括模糊化接口、模糊推理机、模糊规则库、解模糊接口，所述模糊化接口用于将Gamma偏差e、Gamma偏差变化率Δe的输入值论域等级进行模糊化处理，所述模糊推理机用于Gamma偏差e、Gamma偏差变化率Δe的模糊值根据模糊隶属度规则表对寄存器调节值f的模糊值进行推算，所述模糊规则库用于存储Gamma偏差e、Gamma偏差变化率Δe和寄存器调节值f的模糊隶属度规则表，所述解模糊接口用于将寄存器调节值f的模糊值进行解模糊处理，得到寄存器调节值f。

本发明另外提出一种基于模糊控制器的OLED模组Gamma调校系统，包括存储器、处理器以及存储在该存储器中并可在该处理器上运行的计算机程序，其特征在于，该处理器被配置为执行该计算机程序时实现如上述方法的步骤。

本发明提出的基于模糊控制器的OLED模组调校方法的系统是一种建立在人工经验基础上的、基于规则的知识型控制系统。针对特定OLED模组的专家知识和熟练操作人员的经验，被描述成“如果…，则…(if…,then…)”形式的语言控制规则。规则的if部分作为“前提条件”，即表示当前所观测到的白平衡及Gamma状态，并包含期望状态与状态之间的偏差、偏差变化率和被控制量等信息构成一个模糊命题；而then部分作为“结论”部分，指导系统如何执行调校动作，消除或减小系统期望状态和状态之间的偏差，从而形成一个描述控制量的模糊关系。

本发明的有益效果在于：OLED模组Gamma及白平衡，作为难以建立数学模型的复杂和非线性对象，以模糊控制器为核心的模糊控制系统特别适宜，它是一种非常实用的智能控制系统，而且它具有很好的适应性和鲁棒性。实验结果表明该方法调校效率非常理想，克服了模组一致性差等问题。以最终达到满足调节效果的同时，提升模组厂商产能的目的。本发明支持Gamma调节多样化的方式，具备平台化、并行性的特性，具有调节高效、稳定、渐变效果良好的特点。

附图说明

图1为本发明基于模糊控制器的OLED模组Gamma调校方法的流程图。

图2为模块隶属度函数示意图。

图3为本发明基于模糊控制器的OLED模组Gamma调校方法的系统的结构框图。

图4为图2中模糊控制器结构框图。

图中：PC1，模糊控制器2，模糊化接口2-1，模糊推理机2-2，模糊规则库2-3，解模糊接口2-4，图像发生器3，光学测试仪4，OLED模组5。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细描述。

本发明提出的基于模糊控制器的OLED模组Gamma调校方法，包括如下步骤：。

1)建立Gamma偏差e、Gamma偏差变化率Δe和寄存器调节值f的模糊隶属度规则表，如表2所示。

2)输出模组芯片支持的第一张灰阶图，按照设置向模组芯片输出该灰阶绑点对应的R、G、B寄存器的一组寄存器值；

3)采集模组的Gamma值，并判断是否符合误差允许范围，是则前往步骤6)，否则前往步骤4)；

4)计算Gamma偏差e、Gamma偏差变化率Δe，并按论域等级进行模糊化(模糊变量赋值表如表1所示)，根据模糊隶属度规则表(如表2所示)得到寄存器调节值f的模糊值；

5)对寄存器调节值f的模糊值进行解模糊，并根据解得的寄存器调节值f，向模组芯片输出，调节R、G、B寄存器，并返回步骤3)；模糊逻辑控制算法执行流程如图1所示。

6)输出模组芯片支持的下一张灰阶图，直至每一组灰阶图调校完毕，执行OTP烧录，将调节后的每个绑点R、G、B寄存器值固化到模组IC的EEProm中。

其中，模糊逻辑控制器的输入和输出定义如下：

Gamma偏差：e(k)＝θ(k)-θ_t(k)或e(k)＝θ_t(k)-θ(k)，其中θ(k)为预设Gamma，θ_t(k)为当前Gamma，k为调节次数。

Gamma偏差变化率：Δe(k)＝(e(k)-e(k-1))/t，其中，t为R/G/B寄存器步长。

输入的论域划分为13级，即

e:{-6，-5，-4，-3，-2，-1，0，1，2，3，4，5，6}；

Δe:{-6，-5，-4，-3，-2，-1，0，1，2，3，4，5，6}；

输出的论域也划分为13级，即

f:{-6，-5，-4，-3，-2，-1，0，1，2，3，4，5，6}；

输入、输出的模糊集为7个：NB(Negative Big，负大)，NM(Negative Medium，负中)，NS(Negative Small，负小)，ZR(Zero，零)，PS(Positive Small，正小)，PM(PositiveMedium，正中)，PB(Positive Big，正大)。模块隶属度函数如图2所示。

Gamma偏差e、Gamma偏差变化率Δe和输出f相对应的模糊变量赋值如表1所示。

表1 Gamma偏差e、Gamma偏差变化率Δe和输出f相对应的模糊变量赋值表

表2 Gamma偏差e、Gamma偏差变化率Δe和寄存器调节值f的模糊隶属度规则表

本发明还提出一种基于模糊控制器的OLED模组Gamma调校系统，包括存储器、处理器以及存储在该存储器中并可在该处理器上运行的计算机程序，该处理器被配置为执行该计算机程序时实现上述方法的步骤。

本发明基于模糊控制器的OLED模组Gamma调校方法可以通过下述系统实现，但该系统并不是实现本发明方法的唯一方式，只是本发明提出的一种实施方式。

基于模糊控制器的OLED模组Gamma调校方法的系统，如图3、4所示，包括PC1、控制器2、图像发生器3和光学测试仪4。PC1与模糊控制器2连接，模糊控制器2通过RJ-45接口与图像发生器3连接，并通过串口与光学测试仪4连接，图像发生器3和光学测试仪4均与OLED模组5连接。模糊控制器2包括模糊化接口2-1、模糊推理机2-2、模糊规则库2-3、解模糊接口2-4，模糊化接口2-1用于将Gamma偏差e、Gamma偏差变化率Δe的输入值论域等级进行模糊化处理，模糊推理机2-2用于Gamma偏差e、Gamma偏差变化率Δe的模糊值根据模糊隶属度规则表对寄存器调节值f的模糊值进行推算，模糊规则库2-3用于存储Gamma偏差e、Gamma偏差变化率Δe和寄存器调节值f的模糊隶属度规则表，解模糊接口2-4用于将寄存器调节值f的模糊值进行解模糊处理，得到寄存器调节值f。

PC1用于向控制器2发送光学测试仪配置参数和Gamma完整配置参数。模糊控制器2用于根据所述光学测试仪配置参数和Gamma完整配置参数控制图像发生器3调节OLED模组5的IC中的寄存器值，使得模组芯片支持的每一张灰阶图的Gamma当前值均落在目标值的误差范围内，然后通过控制图像发生器3执行OTP烧录。图像发生器3用于根据模糊控制器2的控制指令调节OLED模组5的IC中的寄存器值并将调节完成的寄存器值烧录至OLED模组5的IC中。光学测试仪4用于根据模糊控制器2的控制指令采集OLED模组5显示的Gamma当前值。

本发明系统工作时，首先进行光学测试仪配置和Gamma完整配置。

模糊控制器2从PC1获取光学测试仪4配置参数，对光学测试仪4进行常规配置、校准及基本功能测试，具体包括：

●设备ID：按系统配置里的串口号来排列

●连接状态：表示光学测试仪4连接是否成功，界面显示OK/NG

●校零：点击按钮，设备自动校零，并回复结果

●显示模式：光学测试仪4工作模式切换

●内存通道：D100通道号

●连接探头位置：光学测试仪4所接探头的数量及位置

●测量探头选择：选择通讯测试用的探头

●测量：点击MES按钮，测量数据并显示

模糊控制器2从PC1获取Gamma完整配置参数，进行Gamma基本配置、Gamma调节配置、白平衡调节配置、OTP配置和IC配置，具体包括：

●Gamma基本配置

配置Gamma指数，满足γ在2.0～2.6区间。不同的Gamma指数，调节完成后屏显示的效果与设定值相符合；

配置Gamma调节模式，W调节(白平衡)或者RGB调节；

配置寄存器初值处理，勾选后，对于相同Gamma测试文件名，每次Gamma调节成功的数据会经过处理记录到寄存器初值中。

●Gamma调节配置

配置坐标x、y目标值，Gamma调节以该值为目标值来调节，调节完成后，回读绑点色坐标需在该值误差范围内；坐标x、y目标值的误差范围为±0.005。

配置Gamma超时时间，调节时间最大值，在范围内未找到合适的寄存器值时，表示Gamma调节失败。

●白平衡调节配置

配置白平衡使能，不使能，则不进入白平衡调节；普通模式，则调节一次白平衡；多次白平衡模式，则调节多次白平衡。

配置WB亮度，即最高目标亮度，调节白平衡后判断W₂₅₅亮度Lv是否在目标值的误差范围内，亮度lv目标值的误差范围为±2％。

●OTP配置

选择OLED模组5的IC类型，配置是否勾选OTP继续。勾选后，调节NG时弹框，是否继续进行OTP烧录，调节OK时直接烧录。

●IC配置

根据IC使用手册，确定OLED模组5的IC支持的绑点数及寄存器地址，按照绑点由高到低的顺序，配置各绑点及对应的寄存器地址。

上述配置完成后，模糊控制器2对Gamma完整配置进行解析，做相应的初始化。按下启动按键，然后自动进行Gamma调节。

Gamma调节过程为：

a.采集Gamma偏差e、Gamma偏差变化率Δe，目标Gamma值为2.2，本次调节动作前Gamma值为2.5，本次调整R、G、B步进为正5，本次调整后Gamma值为2.35；

b.计算得到Gamma偏差e为+0.15(2.35-2.2)，Gamma偏差变化率Δe为-0.03((2.35-2.5)/5)；

c.对Gamma偏差e进行模糊化处理：定义Gamma值范围[1.9,2.5]，则Gamma偏差值范围为[-0.3,0.3]，与论域等级[-6,6]匹配，比如，小于等于1.9对应于-6(表格的x轴0)，大于等于2.5对应于6(表格的x轴12)，2.2对应于0(表格的6)，1.95对应于-5，2.0对应于-4，...，以此类推定义；

d.由此表可查得Gamma偏差e＝0.15的模糊隶属度值为PS＝0.5，PM＝0.5，其它值为0；

e.根据步骤c、d的方法对Gamma偏差变化率Δe也进行模糊化处理，比如可以定义Gamma偏差变化率范围为[-0.05,0.05]；

f.根据模糊规则(即数据库或规则库)进行输出值的推算，比如，if((e(k).PS＝＝0.5)且(e(k).PM＝＝0.5)且((k).PS＝1)则f(k).PM＝0.5,f(k).PB＝0.5，其中f(k)表示r/g/b寄存器的偏差值的模糊值(不同模组芯片规则库会不相同)；

g.对输出的寄存器调节值f的模糊值进行解模糊：f(k).PM＝0.5,f(k).PB＝0.5，则论域取值为11。定义R、G、B寄存器调节值f取值范围[-12,12]，则由论域值11可得r/g/b取值为正10，即在当前R、G、B寄存器值基础上加10；

h.把计算出的R、G、B寄存器值写入模组芯片，采集光学测试仪4，检测是否满足目标，满足则结束，不满足则循环继续。

本发明的特点在于，对每个绑点进行调节的过程，利用模糊控制来输出每一次调节的R、G、B寄存器值。

以5.48FHD-RM67198为例进行实验，实验数据如表3所示：

表3实验数据

本发明支持Gamma调节多样化的方式，具备平台化、并行性的特性，具有调节高效、稳定、渐变效果良好的特点。实验结果表明该实时调校方法效率非常高，且搜索范畴广，一些非常规的面板也可以快速找到最优解；以最终达到满足调节效果的同时，提升模组厂商产能的目的。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以设计出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。

本说明书未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (9)

1.一种基于模糊控制器的OLED模组Gamma调校方法，其特征在于：包括如下步骤：

1)建立Gamma偏差e、Gamma偏差变化率Δe和寄存器调节值f的模糊隶属度规则表；

2)输出模组芯片支持的第一张灰阶图，按照设置向模组芯片输出该灰阶绑点对应的R、G、B寄存器的一组寄存器值；

3)采集模组的Gamma值，并判断是否符合误差允许范围，是则前往步骤6)，否则前往步骤4)；

4)计算Gamma偏差e、Gamma偏差变化率Δe，并按论域等级进行模糊化，根据模糊隶属度规则表得到寄存器调节值f的模糊值；

5)对寄存器调节值f的模糊值进行解模糊，并根据解得的寄存器调节值f，向模组芯片输出，调节R、G、B寄存器，并返回步骤3)；

6)输出模组芯片支持的下一张灰阶图，直至每一组灰阶图调校完毕，执行OTP烧录，将调节后的每个绑点R、G、B寄存器值固化到模组IC的EEProm中。

2.根据权利要求1所述的基于模糊控制器的OLED模组Gamma调校方法，其特征在于：所述步骤4)中Gamma偏差e、Gamma偏差变化率Δe的计算方法为：

Gamma偏差：e(k)＝θ(k)-θ_t(k)或e(k)＝θ_t(k)-θ(k)；

Gamma偏差变化率：Δe(k)＝(e(k)-e(k-1))/t

其中θ(k)为预设Gamma值，θ_t(k)为当前Gamma值，t为R、G、B寄存器步长。

3.根据权利要求2所述的基于模糊控制器的OLED模组Gamma调校方法，其特征在于：所述Gamma偏差e、Gamma偏差变化率Δe和寄存器调节值f的论域均为13级，具体为：

e:{-6，-5，-4，-3，-2，-1，0，1，2，3，4，5，6}；

Δe:{-6，-5，-4，-3，-2，-1，0，1，2，3，4，5，6}；

f:{-6，-5，-4，-3，-2，-1，0，1，2，3，4，5，6}。

4.根据权利要求2所述的基于模糊控制器的OLED模组Gamma调校方法，其特征在于：Gamma值的范围为[1.9,2.5]，Gamma偏差值e的范围为[-0.3,0.3]，寄存器调节值f的取值范围为[-12,12]。

5.根据权利要求1所述的基于模糊控制器的OLED模组Gamma调校方法，其特征在于：所述Gamma偏差e、Gamma偏差变化率Δe和寄存器调节值f的模糊集均为7个，具体为：NB/负大，NM/负中，NS/负小，ZR/零，PS/正小，PM/正中，PB/正大。

6.一种用于权利要求1～5中任一项所述的基于模糊控制器的OLED模组Gamma调校方法的系统，其特征在于：包括PC(1)、模糊控制器(2)、图像发生器(3)和光学测试仪(4)，所述PC(1)与模糊控制器(2)连接，所述模糊控制器(2)分别与图像发生器(3)和光学测试仪(4)连接，所述图像发生器(3)和光学测试仪(4)均与OLED模组(5)连接；

所述PC(1)用于向模糊控制器(2)发送光学测试仪配置参数和Gamma完整配置参数；

所述模糊控制器(2)用于根据所述光学测试仪配置参数和Gamma完整配置参数控制图像发生器(3)调节OLED模组(5)的IC中的R、G、B寄存器值，使得模组芯片支持的每一张灰阶图的Gamma值落在目标值的误差范围内，然后通过控制图像发生器(3)执行OTP烧录；

所述图像发生器(3)用于根据模糊控制器(2)的控制指令调节OLED模组(5)的IC中的寄存器值并将调节完成的寄存器值烧录至OLED模组(5)的IC中；

所述光学测试仪(4)用于根据模糊控制器(2)的控制指令采集OLED模组(5)显示的目标绑点的Gamma当前值。

7.根据权利要求6所述的基于模糊控制器的OLED模组Gamma调校方法的系统，其特征在于：所述模糊控制器(2)与图像发生器(3)通过RJ-45接口连接，所述模糊控制器(2)与光学测试仪(4)通过串口连接。

8.根据权利要求6所述的基于模糊控制器的OLED模组Gamma调校方法的系统，其特征在于：所述模糊控制器(2)包括模糊化接口(2-1)、模糊推理机(2-2)、模糊规则库(2-3)、解模糊接口(2-4)，所述模糊化接口(2-1)用于将Gamma偏差e、Gamma偏差变化率Δe的输入值论域等级进行模糊化处理，所述模糊推理机(2-2)用于Gamma偏差e、Gamma偏差变化率Δe的模糊值根据模糊隶属度规则表对寄存器调节值f的模糊值进行推算，所述模糊规则库(2-3)用于存储Gamma偏差e、Gamma偏差变化率Δe和寄存器调节值f的模糊隶属度规则表，所述解模糊接口(2-4)用于将寄存器调节值f的模糊值进行解模糊处理，得到寄存器调节值f。

9.一种基于模糊控制器的OLED模组Gamma调校系统，包括存储器、处理器以及存储在该存储器中并可在该处理器上运行的计算机程序，其特征在于：该处理器被配置为执行该计算机程序时实现如权利要求1～5中任一项所述方法的步骤。